Un proiect finanțat de Uniunea Europeană dezvoltă o nouă generație de roboți biohibrizi care folosesc organisme vii drept senzori pentru a monitoriza biodiversitatea acvatică și calitatea apei, oferind o alternativă la metodele tradiționale de analiză. Inițiativa, denumită BioDiMoBot, combină biologia, ingineria și inteligența artificială pentru a observa în timp real modul în care ecosistemele reacționează la schimbările de mediu și climatice.

Pe scurt

1. Proiectul BioDiMoBot dezvoltă roboți biohibrizi care folosesc organisme vii ca senzori.

2. Sistemele monitorizează în timp real biodiversitatea și calitatea apei.

3. Tehnologia combină inteligența artificială, senzori optici și reacții biologice.

4. Metoda oferă o alternativă mai ieftină și mai continuă față de monitorizarea clasică.

5. Testele au fost realizate în condiții reale în Europa și în regiuni arctice.

Proiectul pornește de la limitele metodelor actuale de monitorizare a ecosistemelor acvatice, care se bazează în principal pe senzori tehnici și analize chimice de laborator, realizate punctual și cu costuri ridicate. Aceste metode oferă date precise pentru parametri individuali, dar nu surprind întotdeauna reacțiile biologice complexe care reflectă starea reală a ecosistemelor.

BioDiMoBot propune o abordare diferită, în care organismele vii sunt integrate direct în sistemele de monitorizare. „BioDiMoBot a fost conceput pentru a aborda aceste limitări prin dezvoltarea unor sisteme biohibrid care folosesc organisme vii ca elemente de detecție, completând tehnologiile existente cu soluții integrate biologic, rentabile și scalabile,” a declarat co-coordonatoarea proiectului, biologul Wiktoria Teresa Rajewicz.

Tehnologia dezvoltată combină senzori optici și electronici cu organisme acvatice care reacționează la schimbările din mediu. „Senzorii biohibrizi combină sensibilitatea organismelor vii cu robustețea sistemelor electronice,” a explicat Rajewicz. „Asociați cu unități de citire optice și electronice, aceștia ne permit să înregistrăm automat reacțiile comportamentale și fiziologice la multipli factori de stres și să le transmitem în timp real sub formă de date digitale.”

Un exemplu concret este modulul bazat pe Daphnia, mici organisme acvatice cunoscute sub numele de purici de apă. Sistemul include o cușcă în care aceste organisme sunt expuse fluxului de apă, în timp ce o cameră și un computer analizează comportamentul lor de înot. Modificările în tiparele de mișcare oferă informații despre calitatea apei și despre efectele combinate ale substanțelor din mediu.

Sistemele dezvoltate pot genera fluxuri continue de date care identifică semnale timpurii ale degradării ecosistemelor și pot evidenția tendințe ecologice pe termen lung. Potrivit cercetătorilor, aceste date pot contribui la evaluarea impactului schimbărilor climatice, la dezvoltarea strategiilor de management adaptativ și la orientarea politicilor de conservare.

Proiectul a fost testat atât în condiții controlate de laborator, cât și în medii naturale, inclusiv în lacuri din Austria, iazuri locale și zone costiere din Groenlanda. Rezultatele preliminare arată că sistemele biohibrid pot funcționa fiabil pe perioade extinse și pot capta reacții biologice relevante la variațiile de mediu.

Cercetătorii subliniază că avantajul major al acestei abordări este capacitatea de a observa ecosistemele în mod continuu și integrat, fără intervenție umană frecventă. „Prin posibilitatea de a observa continuu, în timp real, fără intervenții frecvente, sistemele biohibrid autonome oferă o înțelegere mai holistică și mai bine calibrată în timp a sănătății ecosistemelor și biodiversității acvatice,” a declarat Rajewicz.

Proiectul BioDiMoBot se înscrie în eforturile Uniunii Europene de a dezvolta tehnologii avansate pentru monitorizarea mediului și pentru sprijinirea politicilor privind schimbările climatice și biodiversitatea. Abordările tradiționale de monitorizare sunt completate treptat de soluții bazate pe inteligență artificială, automatizare și integrarea datelor biologice.

Integrarea organismelor vii în sisteme tehnologice reflectă o direcție emergentă în cercetarea europeană, în care tehnologia nu doar măsoară mediul, ci încearcă să reproducă modul în care acesta este perceput de organismele care trăiesc în el. În acest context, proiecte precum BioDiMoBot pot contribui la dezvoltarea unor sisteme mai precise și mai eficiente pentru protejarea ecosistemelor și pentru adaptarea la schimbările climatice.